Post on 17-Sep-2018
Auftreten von Gleichtaktströmen zu beseitigen
ist die wichtigste Aufgabe einer
Mantelwellensperre (1:1 Balun)
Es muss Symmetrisierung erreicht werden,
um einen rückwirkungsfreien Übergang eines
symmetrischen auf ein unsymmetrisches System durch
Potentialtrennung sicher zu stellen mit dem Ergebnis:
Gegentaktströme
ungehindert hindurch
lassen
Gleichtaktströme
unterbinden
Symmetrischer Betrieb = Gegentaktbetrieb
• Spannung und Strom sind in beiden Leitern gleich groß und gegenphasig.
• Die elektromagnetischen Felder heben sich in einiger Entfernung auf und die Strahlung ist vernachlässigbar.
• Das ist der übliche Betrieb auf HF-Leitungen
• Spannung und Strom sind in beiden Leitern gleich groß und gleichphasig
• Die elektromagnetischen Felder verstärken sich und es tritt eine Strahlung auf
• Gleichtaktwelle = Mantelwelle
• Gesamtleistung = Gegentaktleistung + Gleichtaktleistung
• Jede Schwingungsform auf Leitungen kann dargestellt werden als Summe dieser Betriebsarten
• Folgen:
• Die Welligkeit ändert sich mit der Leitungslänge
• Das Strahlungsdiagramm wird durch Mantelwellenstrahlung verformt
• BCI, PC und TVI ist eine der Folgen von Mantelwellenstrahlung
Unsymmetrischer Betrieb = Gleichtaktbetrieb
Wie macht das die Mantelstrom - Sperre
• Lässt Gegentaktströme ungehindert hindurch, denn die nutzen die
Leitung, merken jedoch nichts vom Kern
• Sperrt Gleichtaktströme, denn diese bauen im Kern ein Feld auf,
was zur Drosselwirkung führt
Das darf nicht entstehen
• Es fließt ein Ausgleichsstrom zwischen Dipol und Erde,
(nur bei einer T-Antenne erwünscht)
Der Balun wirkt für Gleichtaktströme wie eine Unterbrechung zwischen Eingang und Ausgang?
Die Energie wird vom Dipol zum Empfänger geleitet
bzw. vom Sender zum Dipol
Das müssen wir erreichen
Der Balun wirkt für Gegentaktströme wie ein Kurzschluss zwischen Eingang und Ausgang
Wann sollte auf jeden Fall ein Mantelstrom - Sperre
eingesetzt werden
Mantelströme treten auf, wenn
• Koaxialkabel direkt an einen Dipol angeschlossen wird
• Koaxialkabel direkt an Paralleldraht angeschlossen werden
Der Übergang symmetrisch auf unsymmetrisch ist nicht rückwirkungsfrei! Denn ein Koaxialkabel hat drei Leiter:
• Innenleiter
• innere Schicht des Koaxialkabelmantels und
• die äußere Schicht des Koaxialkabelmantels.
Mantelströme treten auf an
• Allen Antennen mit außermittiger Speisung eines Dipols (z.B. FD-Antennen, Windoms, Stromsummenantennen)
• An symmetrischen Antennen, wo aber die Speiseleitung nicht in Symmetrieachse liegt (Speiseleitung schief und krumm weggespannt ist)
• Allen„endgespeisten“Antennen
• Allen Stabantennen ohne oder mit zu wenig Radials
• J-Antennen
Mantelwellensperre einfach zu realisieren
• Mantelwellensperre
Kern - Material Siemens N30 – Amidon „72 oder 77“
(nach Joe ReisertW1JR)
Mantelwellensperre noch einfacher zu
realisieren aber Material intensiver
• Abhilfe: Mantelwellensperre nach M.W.Maxwell, W2DU, es
werden aber sehr viele Kerne für ein gutes Ergebnis benötigt
Klapp-Ferrite nur bedingt nutzbar, da ein Luftspalt vorhanden ist.
MaterialderFerrithülsenAmidon43„und“61- Epcos K1 -
Das ist der beste Balun zur Unterdrückung
des Gleichtaktstromes Impedanz: 50 Ohm
Induktivität: 530 uH Kapazität Eingang-Ausgang: < 10 pF Gleichtakt-Dämpfung:
2 MHz 60dB
10 MHz 50dB
20 MHz 45 dB
30 MHz 40 dB
50 MHz 40 dB
zul. Leistung: 1 KW PEP
Abmessungen: L x H x B 295 x 80 x 50 mm
Gewicht: 1,350 kg
Temperaturbereich: -20 bis +80 C
verw. Koax-Kabel: RG58CU
Antennenseitiger
Ausgang z.B. eine
Dipol Antenne
Koaxialer
Eingang
Bauvorschlag I Balun unsymmetrisch symmetrisch
Kernmaterial für den
Bereich 3,5-29,7MHz
Nickel-Zink
Amidon 43 oder 61
Ferroxcube 4C65
Drähtebei„kleiner“
Bewicklung und Leistung
miteinander verdrillen
Bei großen Leistungen
trifilare Bewicklung
Pulvereisen Kerne z.B. Amidon rot -2 und gelb -6 sind nicht geeignet
Bauvorschlag II Balun unsymmetrisch symmetrisch
Koaxialer
Eingang
Antennenseitiger
Ausgang z.B. eine
Dipol Antenne
Amidon 43 oder 61
Ferroxcube 4C65
Kernmaterial für den
Bereich 3,5-29,7MHz
Nickel-Zink
Pulvereisen Kerne z.B. Amidon rot-2 und gelb -6 sind nicht geeignet
bifilare Bewicklung
Welche Kerntypen im Low Band
• Für Entwicklungen im Lang-, Mittelwellen
• und Grenzwellenbereich
• Folgendes Mangan-Zink Kernmaterial verwenden Amidon 77 (Auslauftyp) Ersatz 72
• Siemens N27 oder N30 *
• * Hier beachten, dass das N30 Material niederohmig – elektrisch leitend ist -Teflonband benutzen oder lackierte Typen verwenden